Adsorvente baseado em biomassa de camarão para a remoção de corantes sintéticos de soluções aquosas

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Rangel, Adrize Medran
• Orientador(a): Machado, Fernando Machado
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Adsorção; Biomassa; Camarão; Corantes azo; Modelos não lineares; Adsorption; Biomass; Shrimp; Azo dyes; Nonlinear model
• Área do conhecimento CNPq: ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/17063

A utilização de materiais adsorventes preparados a partir da biomassa da casca de camarão para a remoção de corantes em soluções aquosas representa uma abordagem promissora no campo da remediação ambiental. A casca de camarão, uma fonte abundante e sustentável de biomassa, se destaca na produção de materiais adsorventes de baixo custo e alta eficiência. O processo de remoção de contaminantes, como os corantes, utilizando materiais adsorventes, envolve a transferência das substâncias presentes na solução aquosa para os sítios ativos do material. Esses materiais, com estruturas porosas — apresentando área superficial de 2,32 m²/g, volume de poros de 0,0105 cm³/g e tamanho médio de poros de 16,98 nm — têm a capacidade de reter compostos indesejados através de interações físicas e/ou químicas. A presente dissertação de mestrado tem como objetivo a produção de um material adsorvente a partir da biomassa da casca de camarão do tipo Farfantepenaeus paulensis. Para isso, adotou se uma metodologia que utiliza o material in natura, o qual foi seco, lavado e triturado. Após a preparação do material adsorvente, ele foi caracterizado por meio de técnicas físicas, químicas e morfológicas. Em seguida, foi aplicado na remoção de dois corantes sintéticos, o Verde Reativo 19 (VR-19) e o Acid Red 114 (AR-114), presentes em soluções aquosas. Os testes foram conduzidos em soluções com concentrações variando entre 10 e 400 mg/L, demonstrando eficiência de remoção de aproximadamente 95% para ambos os corantes, alcançada em 328 minutos para o VR-19 e 389 minutos para o AR-114, sob pH 2,0. Os resultados experimentais de adsorção foram ajustados aos modelos isotérmicos de Langmuir, Freundlich e Liu, fornecendo uma compreensão detalhada da capacidade de adsorção do material. Para os testes cinéticos de adsorção, foram utilizados os modelos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e de ordem fracionária de Avrami, que permitiram identificar o mecanismo de adsorção mais adequado. O modelo não linear de pseudo-segunda ordem foi o mais adequado para descrever a cinética de adsorção de VR 19 em CC. Para o corante AR-114, o modelo de ordem fracionária de Avrami apresentou o melhor ajuste aos dados experimentais. Nos estudos isotérmicos, os modelos de Freundlich e Liu foram os mais adequados para descrever a adsorção do corante VR-19. Já para o corante AR-114, o modelo de Freundlich apresentou o melhor ajuste aos dados experimentais. Com base nos estudos de adsorção e nas características dos corantes e do adsorvente, foi possível propor um mecanismo de adsorção. Esse mecanismo considera a atração eletrostática entre os grupos sulfônicos (-SO₃⁻) e azo (-N=N-) dos corantes VR-19 e AR-114, carregados negativamente, e a superfície do CC, carregada positivamente em pH 2,0. Este trabalho apresenta uma abordagem inovadora ao utilizar casca de camarão in natura, sem modificação química, como adsorvente para remoção de corantes sintéticos, aliado à valorização de resíduos pesqueiros locais e à adoção de metodologias de análise rigorosas. O desenvolvimento deste projeto resultou em um adsorvente com propriedades texturais adequadas para a remoção de corantes sintéticos a partir de uma biomassa pouco explorada. Além disso, o estudo contribui para a redução de impactos ambientais ao promover a reutilização de resíduos da indústria pesqueira, valorizando essa biomassa e oferecendo uma alternativa sustentável para o tratamento de efluentes industriais.